(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210641585.X (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 重庆工商大 学 地址 404100 重庆市南岸区学府大道19号 (72)发明人 李宁　蔺瑞豪　 (74)专利代理 机构 重庆航图知识产权代理事务 所(普通合伙) 50247 专利代理师 孙方 (51)Int.Cl. G08B 17/10(2006.01) G08B 17/117(2006.01) G08B 17/12(2006.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 化工化学实验室防火预警方法及系统 (57)摘要 本发明公开一种化工化学实验室防火预警 方法及系统， 首先采集实验室的环境信号； 通过 环境信号识别状态信号， 并根据火焰面积、 变化 速度及存在时间信号采用综合判断单元生成报 警控制信号； 根据报警控制信号向外界产生报警 信号。 本发 明提供的化工化学实验室防火预警方 法及系统， 该方法通过将经过训练后的改进型的 yolov2神经网络模型移植于单片机中， 并结合实 验室环境多种传感器采集的信号综合判断火焰 性质状态， 从而生成不同等级的报警信号， 实时 监测实验室火焰发展态势， 及时报警， 将火灾现 象尽早扑灭， 避免财产损失和安全事故的扩大， 该方法预测准确及时。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115050159 A 2022.09.13 CN 115050159 A 1.化工化学实验室防火预警方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 采集实验室的环境信号； 通过环境信号识别火焰状态信号， 所述火焰状态信号包括火焰面积信号、 火焰面积变 化速度信号、 火焰存在时间信号中任一项或多 项的组合； 根据火焰状态信号 生成不同状态的报警控制信号； 根据报警控制信号向外界产生报警信号。 2.如权利要求1所述的化工化学实验室防火预警方法， 其特征在于： 所述报 警控制信号 按照以下步骤生成： 判断是否识别到火焰信号， 如果是否， 则返回继续识别火焰状态信号， 如果有， 则设置 为二级报警系数； 和/或 判断火焰面积信号是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰信号， 如果 是， 则增加一级报警系数； 和/或 判断火焰面积变化速度信号是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰 信号， 如果是， 则增 加一级报警系数； 和/或 判断火焰存在时间是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰信号， 如果 是， 则设置为增 加一级报警系数； 根据报警系数生成报警控制信号。 3.如权利要求1所述的化工化学实验室防火预警方法， 其特征在于： 所述火焰面积信号 是通过深度学习模型获得的， 具体步骤如下： 输入图片， 通过深度学习模型返回输入图片中火焰的预测框的四个顶点的坐标， 通过 各顶点坐标可对火焰面积进行计算。 4.如权利要求1所述的化工化学实验室防火预警方法， 其特征在于： 所述火焰面积变化 速度信号按照以下步骤进行： 通过将初次检测到的火焰面积S1赋值保留在一个变量中， 并同时记录此时 的时间t1， 另 一边再继续检测计算此时新输入图片中的火焰的面积S2和此时的时间t2， 不断将新的火焰 面积与之前变量中保存的火焰面积进 行对比， 面积的差值除以间隔时间则表示火焰的变化 速度， 具体按照以下公式计算： V＝(S2‑S1)/(t2‑t1)； 其中， 火焰存在时间为火焰最初记录时间与火焰熄灭时间之间的差值。 5.如权利要求1所述的化工化学实验室防火预警方法， 其特 征在于： 还 包括以下步骤： 获取实验室环境温度信号、 可燃气体信号、 烟雾信号中任一项或任意组合； 根据温度信号、 火焰信号、 可燃气体信号、 烟雾信号中任一项或任意组合生成报警控制 信号； 所述报警控制信号按照以下步骤生成： 如果火焰面积大于限值， 则为二级报警； 如果火焰面积变化速度 大于限值， 则增加一级 报警系数； 如果火焰持续时间大于限值， 则增加一级报警系数； 如果温度传感器大于限值， 则增加一级报警系数； 如果烟雾传感器大于限值， 则增加一级报警系数； 如果可燃气体传感 器大于限值， 则增 加一级报警系数。 6.化工化学实验室防火预警系统， 其特 征在于： 包括信号采集模块、 处 理器、 报警模块；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115050159 A 2所述信号采集模块， 用于采集实验室的环境信号； 所述处理器用于接收环境信号并根据环境信号识别火焰状态信号， 并根据火焰状态信 号生成报警控制信号； 所述报警模块与处理器连接， 接收处理器输出的报 警控制信号并根据报 警控制信号向 外界产生报警信号。 7.如权利要求6所述的化工化学实验室防火预警系统， 其特征在于： 所述处理器中设置 有综合防火策略模块， 所述综合防火策略模块用于接 收火焰状态信号， 所述火焰状态信号 包括火焰面积信号、 火焰面积 变化速度信号、 火焰 存在时间信号中任一项或多项的组合； 所 述综合防火策略模块按照以下步骤生成报警控制信号： 判断是否识别到火焰信号， 如果是否， 则返回继续识别火焰状态信号， 如果有， 则设置 为二级报警系数； 判断火焰面积信号是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰信号， 如果 是， 则增加一级报警系数； 判断火焰面积变化速度信号是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰 信号， 如果是， 则增 加一级报警系数； 判断火焰存在时间是否超过预设限值， 如果否， 则返回上一步继续识别火焰信号， 如果 是， 则设置为增 加一级报警系数； 根据报警系数生成报警控制信号。 8.如权利要求6所述的化工化学实验室防火预警系统， 其特征在于： 所述处理器中设置 有火焰面积计算单 元和/或火焰面积变化速度计算单 元； 所述火焰面积计算单元按照以下步骤进行： 输入图片通过深度 学习模型时会返回输入 图片中有 可能存在火焰的预测框的四个顶点的坐标， 通过各顶点坐标可对火焰面积进 行计 算； 和/或 所述火焰面积变化速度计算单元按照以下步骤进行： 通过将初次检测 到的火焰面积S1 赋值保留在一个变量中， 并同时记录此时的时间t1， 另一边再继续检测计算此时新输入图 片中的火焰的面积S2和此时的时间t2， 不断将新的火焰面积与之前变量中保存的火焰面积 进行对比， 面积的差值除以间隔时间则表示火焰的变化速度， 具体按照以下公式计算： V＝(S2‑S1)/(t2‑t1)； 其中， 火焰存在时间为火焰最初记录时间与火焰熄灭时间之间的差值。 9.如权利要求6所述的化工化学实验室防火预警系统， 其特征在于： 所述信号采集模块 包括温度传感器、 图像传感器、 可燃气体传感器、 烟雾传感器中的任一项或任意组合； 所述温度传感器， 用于采集实验室环境温度信号； 所述图像传感器， 用于采集实验室图像信号； 所述可燃气体传感器， 用于采集实验室中可燃气体信号； 所述烟雾传感器， 用于采集实验室环境烟雾信号； 所述处理器中设置有温度处理模块、 可燃气体信号处理模块、 烟雾信号处理模块中的 任一项或任意组合； 所述温度处 理模块， 用于处 理分析温度信号； 所述可燃气体信号处 理模块， 用于处 理分析可燃气体信号；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115050159 A 3